近日，紡織工程教研室包新軍博士與雲南師範大學王洪恩教授、美國華盛頓大學曹國忠教授合作，在新型能源材料領域取得新進展，相關研究成果以“rGO@TiO_2-xSchottky Heterojunction for Enhanced Bidirectional Catalysis in Polysulfide Conversion”為題發表在國際知名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》上（DOI:10.1016/j.jcis.2024.05.199)(中科院SCI一區，Top期刊，IF=9.9)。包新軍博士、曹國忠教授和王洪恩教授為論文共同通訊作者，雲南師範大學為論文第一和通訊單位，tyc33455cc太阳成集团為共同通訊單位。

圖1材料的電化學性能

多硫化物(LiPSs)的穿梭效應和緩慢的轉化動力學導緻锂硫電池(LSBs)的循環性能差和能量效率低。在這項工作中，通過表面活性劑導向的水熱生長，在多巴胺保護的熱解下合成了一種分層結構的納米複合材料，作為LSB的雙向催化劑。該納米複合材料由N摻雜的還原氧化石墨烯(rGO)納米片通過界面N-Ti和C-Ti鍵固定在均勻分布的TiO_2-x納米顆粒上，從而形成豐富的2D/0D肖特基異質結(rGO/TiO_2-x)。密度泛函理論(DFT)計算和原位拉曼表征表明，rGO/TiO_2-x有效抑制了LiPSs的穿梭，增強了氧化還原動力學，實現了硫陰極的高利用率，提高了電池的整體可逆性。在高硫負荷和低電解質/硫比下獲得高面積容量。在電流密度為0.2C (1C = 1675 mA· g⁻¹)時，初始比容量達到1010 mA h·g⁻¹，在100次循環中，比容量保留率達到86.4 %。

圖2理論計算

包新軍博士，高級工程師、副教授，國家新材料測試評價平台稀土行業中心技術專家，曾在稀土功能材料湖南省重點實驗室從事科研和管理工作8年。2021年1月入校工作以來，結合紡織領域的靜電紡絲技術，積極開展新型儲能材料及器件、稀土功能材料及生物質纖維素高值化利用領域的實驗研究工作。主持湖南省自然科學基金項目1項和湖南省教育廳優秀青年基金1項，以第一或通訊作者發表SCI論文11篇、EI收錄論文4篇，授權國家發明專利10項。

論文鍊接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979724011883

(審核：李愛國 何斌 傅靜琳)